Физико-термодинамические свойства неуглеводородных компонент  природного газа

 










































































Параметры



Углекислый газ



Сероводород



Азот



Водяной пар



Формула



СО2



Н2 S



N2



H2
O



Молекулярная масса, М



44,011



34,082



28,016



18/016



Газовая постоянная  R,   Дж/кг К



189



245



297



463



Температура кипения при 0,1МПа, К



194,5



212,0



77,2



373,0



Критическая температура, К



304,0



373,4



125,9



647,15



Критическое давление, МПа



7,54



9,18



3,46



22,54



Коэффициент динамич. вязкости, мкПа с(станд. условия)



13,8



11,7



16,6



12,8



Критический коэффициент сжимаемости zкр



0,274



0,268



0,291



0,23



Ацентрический фактор w



0,42



0,1



0,04



0,348



 


Единицы измерения



 


















































Параметры



Единицы измерения



 



СИ



СГС



Смешанная



 



Газовая постоянная  R



Дж/кг К



эрг/г К=10-4
Дж/кг К



м/оС=9,81 Дж/кг К



 



Температура



К=273 + оС



К



оС



 



Сила



ньютон(н)=


кг*м/с2=


105дн=0,1013кгс



дина(дн)=г*м/с2=


105н



кгс=9,81н



 



Давление



паскаль(Па)=н/м2 =


10дин(1МПа=106Па)



дин/см2=0,1Па



ата=кгс/см2=


9,81*104Па» 0,1МПа



 



Энергия



Дж=кг м2/с2



эрг=г см2/с2=


10-7Дж



кал=4,1868Дж



 



 


Пример расчета



 


По данному массовому составу газа, величине пластового давления pпл определить:


*                    -содержание в нем пропана, бутана и газового бензина;


*                    - параметры смеси;


*                    - критические и парциальные параметры;


*                    -вид залежи.


 




































Месторождение



массовая концентрация, %



 



 



СН4



С2Н6



С3Н8



i


C4Н10



n


C4Н10



С5Н12


+выс.



N2+


инерт



СО2



Тпл


К



р


Мпа



1 пример



19,5



11,8



37,95



3,25



12,05



8,15



7,3



--



353



23,0




 


Решение


 


1.      Определяем среднюю молекулярную массу газа по (1.8)


 



 


2. Находим
плотность газа при нормальных условиях по (1.3)


rсм=32,15/22,41=1,43 кг/м3


 


3. Находим
содержание тяжёлых углеводородов в газе по (1.10) в г/м3


*                    пропана..............................10 . 37,95.1,43=542,0;


*                    i - бутана.............................10 .  3,25.1,43=   46,5;


*                    n -бутана.............................10 .
12,05.1,43=172,0;


*                    пентана и высших...............10 .  8,15.1,43=117,0;


__________________________________________________________


         Всего..............................................................877,5 г/м3


 


Т.о., газового бензина (пентан целиком) и n-бутана (по величине, равной половине пентана) в составе газа будет


                                                        117+117/2=175,5 г/м3;


 


*                    пропана..............................                       542,0 г/м3;


*                    i - бутана.............................                         46,5 г/м3;


*                    n -бутана.............................        172-58,5=113,5 г/м3.


____________________________________________________________-


             Всего тяжелых углеводородов                                877,5 г/м3.


 



  1. Находим относительную плотность газа по (1.4.2)


D0=1,43/1,293=1,106.


 


     5.  Определяем объёмные концентрации  yi компонент по (1.5), парциальные давления pi по(1.6):


 

































































Компоненты



СН4



С2Н6



С3Н8



i


C4Н10



n


C4Н10



С5Н12


+выс.



N2+


инерт



Пласт. давл.


Р, МПа



Мол. масса смеси,М



Массов. конц.%, gi



19,5



11,8



37,95



3,25



12,05



8,15



7,3



23,0



32,15



Молек. масса, Мi



16,04



39,07



44,1



58,12



58,12



72,15



28,02



--



 



Объёмн. конц.%


yi=gi M/ Mi



39,09



9,71



29,12



1,8



6,67



3,63



8,38



--



 



Парциал. давл.


Рi=yip/100, МПа



8,99



2,23



6,7



0,41



1,53



0,83



1,93



--



 




 


      6. Определим
тип залежи:


а) Имеем - D=1,106; метана-39,09%; жидкого газа (пропан-бутановая фракция) - »31%, газ. Бензина » 8%. Т.о. по разделу (3.1) месторождение можно считать газонефтяным.


в) по Коратаеву  - g=0,27. Газ можно отнести к газонефтяному.


 


     7. Найдем
объём паров после испарения 702 кг пропан -бутановой фракции, в которой содержится: пропана - 542 кг, бутана - 160кг.


 


Находим процентное содержание пропана и бутана в данной фракции:


пропан - g = 542.100 / 702=77,2%;


бутан    - g= 100-77,2= 22,8%.


 


Определим среднюю молекулярную массу смеси



 


Объём паров (11)


Vп= 22,41.702 / 46,72=336,7 м3.


 



  1. Найдём критические  и приведенные параметры смеси:


 
































































Компоненты



СН4



С2Н6



С3Н8



i


C4Н10



n


C4Н10



С5Н12


+выс.


 



N2+


инерт



Отн. плотн. D,


кг/м3



Мол. масса смеси, М



Молек. масса, Мi



16,04



39,07



44,1



58,12



58,12



72,15



28,02



1,106



32,15



Объём. конц. yi



0,391



0,0971



0,2912



0,018



0,0667



0,0363



0,0838



--



 



Крит. темп., К



190,5



206



369,6



404



420



470,2



125,9



--



 



Крит. давл., МПа



4,7



4,9



4,3



3,7



3,8



3,4



3,46



--



 



 


Т.к. объёмное содержание высококипящих и неуглеводородных компонент больше 10%, то для расчета критических параметров используем зависимости (1.12.1)


К=  128.46; К2= 16502,85; J=106,79; J2=11404,1041;


ркр=1,45 МПа;  Ткр=154,5 К.


Рассчитаем критические параметры по (12):


ркр=4,3 МПа;  Ткр=266,5 К.


Рассчитаем критические параметры по (14.1):


ркр=4,44 МПа;  Ткр=262,3 К.


 


Проверочные задания



 


По данному составу газа, величине пластового давления pплопределить:


*                    -содержание в нем пропана, бутана и газового бензина;


*                    - параметры смеси;


*                    - критические и парциальные параметры;


*                    -вид залежи.


Состав газа взять из таблицы раздела (2.1.4).


 

ищи здесь, есть все, ну или почти все